详解C++STL—函数对象

1、函数对象

1.1、函数对象概念

概念：

• 重载函数调用()操作符的类，其对象常称为函数对象
• 函数对象使用重载的()时，行为类似函数调用，也叫仿函数

本质：

函数对象(仿函数)是一个类，不是一个函数

1.2、函数对象的使用

特点：

• 函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用, 可以有参数，可以有返回值
• 函数对象超出普通函数的概念，函数对象可以有自己的状态
• 函数对象可以作为参数传递

示例:

//函数对象的特点
class myAdd {
public:
	myAdd() {
		this->count = 0;
	}
	int operator()(int a,int b) {
		count++;
		return a + b;
	}
	int count;
};

//1、函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用, 可以有参数，可以有返回值
void test01() {
	myAdd add;
	cout <<"test01两数之和："<< add(1, 2) << endl;
}

//2、函数对象超出普通函数的概念，函数对象可以有自己的状态
void test02() {
	myAdd add;
	cout << "test02两数之和：" << add(1, 2) << endl;
	cout << "test02两数之和：" << add(2, 3) << endl;
	cout << "test02两数之和：" << add(3, 4) << endl;
	cout << "test02add,调用次数：" << add.count << endl;
}

//3、函数对象可以作为参数传递
void doAdd(myAdd add,int a,int b) {
	cout << "test03两数之和：" << add(a,b) << endl;
}
void test03() {
	myAdd add;
	doAdd(add,5,6);
}

int main() {
	
	test01();
	test02();
	test03();
	system("pause");
	return 0;
}

2、谓词

2.1、谓词概念

概念：

• 返回bool类型的仿函数称为谓词
• 如果operator()接受一个参数，那么叫做一元谓词
• 如果operator()接受两个参数，那么叫做二元谓词

2.2、一元谓词

示例：

#include<vector>
#include<algorithm>

//一元谓词
class greaterFive {
public:
	bool operator()(int a) {
		return a > 5;
	}
};
void test01() {
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10;i++) {
		v.push_back(i);
	}

	//greaterFive() 匿名对象
	//find_if(),找到返回该位置迭代器，未找到返回end();
	vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(),v.end(),greaterFive());
	if (it == v.end()) {
		cout << "未找到" << endl;
	}
	else {
		cout << "找到了，为：" << *it << endl;
	}
}

int main() {
	test01();
}

2.3、二元谓词

#include<vector>
#include<algorithm>

//二元谓词
class myCompare {
public:
	bool operator()(int a,int b) {
		return a > b;
	}
};
void test01() {
	vector<int> v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(50);
	v.push_back(40);
	v.push_back(30);
	v.push_back(70);

	//sort(),默认升序
	sort(v.begin(),v.end());
	for (int i = 0; i < v.size();i++) {
		cout << v[i] << " ";
	}
	cout << endl;

	//利用二元谓词，改变排序规则
	sort(v.begin(), v.end(),myCompare());
	for (int i = 0; i < v.size(); i++) {
		cout << v[i] << " ";
	}
	cout << endl;

}

int main() {
	test01();
	system("pause");
}

3、内建函数对象

3.1、理解内建函数对象

概念：

• STL内建了一些函数对象

分类:

• 算术仿函数
• 关系仿函数
• 逻辑仿函数

用法：

• 这些仿函数所产生的对象，用法和一般函数完全相同
• 使用内建函数对象，需要引入头文件 #include<functional>

3.2、算术仿函数

功能描述：

• 实现四则运算
• 其中negate是一元运算，其他都是二元运算

仿函数原型：

• template<class T> T plus<T> //加法仿函数
• template<class T> T minus<T> //减法仿函数
• template<class T> T multiplies<T> //乘法仿函数
• template<class T> T divides<T> //除法仿函数
• template<class T> T modulus<T> //取模仿函数
• template<class T> T negate<T> //取反仿函数

示例：

void test01() {
	//一元运算 negate
	negate<int> n;
	int a = 10;
	cout << "a取反:" << n(a) << endl;

	//二元运算
	plus<int> p;	//+
	cout << "plus:" << p(1,2) << endl;

	minus<int> m;	//-
	cout << "minus:" << m(1, 2) << endl;

	multiplies<int> mp;	//*
	cout << "multiplies:" << mp(1, 2) << endl;

	divides<int> d;	// /
	cout << "divides:" << d(4, 2) << endl;

	modulus<int> md;
	cout << "modulus:" << md(3, 2) << endl;
}


int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

3.3、关系仿函数

功能描述：

• 实现关系对比

仿函数原型：

• template<class T> bool equal_to<T> //等于
• template<class T> bool not_equal_to<T> //不等于
• template<class T> bool greater<T> //大于
• template<class T> bool greater_equal<T> //大于等于
• template<class T> bool less<T> //小于
• template<class T> bool less_equal<T> //小于等于

示例：

//关系仿函数
void test01() {
	
	vector<int> v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);
	for (int i = 0; i < v.size();i++) {
		cout << v[i] << " ";
	}
	cout << endl;

	//默认降序 less<T>()
	sort(v.begin(),v.end());
	for (int i = 0; i < v.size(); i++) {
		cout << v[i] << " ";
	}
	cout << endl;

	//使用greater<T>(),改变规则为升序
	sort(v.begin(),v.end(),greater<int>());
	for (int i = 0; i < v.size(); i++) {
		cout << v[i] << " ";
	}
}

int main() {
	test01();
}

3.4、逻辑仿函数

功能描述：

• 实现逻辑运算

函数原型：

• template<class T> bool logical_and<T> //逻辑与
• template<class T> bool logical_or<T> //逻辑或
• template<class T> bool logical_not<T> //逻辑非

示例：

//逻辑仿函数
void test01() {

	vector<bool> v;
	v.push_back(true);
	v.push_back(false);
	v.push_back(true);
	v.push_back(false);
	v.push_back(true);
	for (int i = 0; i < v.size(); i++) {
		cout << v[i] << " ";
	}
	cout << endl;

	//将v搬运到v2中，并执行逻辑取反
	vector<bool> v2;
	v2.resize(v.size());

	transform(v.begin(),v.end(),v2.begin(),logical_not<bool>());
	for (int i = 0; i < v2.size(); i++) {
		cout << v2[i] << " ";
	}
	cout << endl;

}

int main() {
	test01();
}